DE19780458B4

DE19780458B4 - Fluidpegelausgleich für einen Geberzylinder

Info

Publication number: DE19780458B4
Application number: DE19780458T
Authority: DE
Inventors: Ulrike Weisskopf; Robert Mrasek
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: DE19620580A1; WO1997044227A1; DE19780458D2; BR9709030A

Abstract

Geberzylinder für eine hydraulisch betätigte Kupplung oder Bremse von Fahrzeugen mit einer in einem Gehäuse (2) angeordneten Führungshülse (5), die einen Abschnitt eines Zylinders bildet, in welchem ein über eine Kolbenstange (8) insbesondere mit einem manuell zu betätigenden Pedal verbundener Kolben (6) axial verschiebbar geführt ist, wobei der einen Druckraum (17) begrenzende Kolben (6) über lagepositionierte Nutringdichtungen, eine Primärdichtung (18) und eine dazu axial beabstandete Sekundärdichtung (13) abgedichtet ist, wobei in einer Endstellung des Kolbens (6) bei der sich ein maximales Volumen des Druckraums einstellt, eine radial innere dynamisch beanspruchte Dichtlippe (22) der Primärdichtung (18) einen Ringspalt (24) zum Kolben (6) bildet, der eine Strömungsverbindung von einem Leitungsanschluß (3) zu dem Druckraum (17) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (2) ein der Führungshülse (5) in Richtung des Druckraumes (17) axial vorgelagerter, den Kolben (6) umschließender Dichtungsträger (15) eingesetzt ist, in dessen stirnseitiger, zum Druckraum (17) zeigender Ausnehmung (27) die...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder für eine hydraulisch betätigte Kupplung oder Bremse von Fahrzeugen mit einer in einem Gehäuse angeordneten Führungshülse, die einen Abschnitt eines Zylinders bildet, in welchem ein über eine Kolbenstange mit einem manuell zu betätigenden Pedal oder mit einem elektromagnetisch/hydraulisch betätigter Aktor verbundener Kolben axial verschiebbar geführt ist, wobei der einen Druckraum begrenzende Kolben über lagepositionierte Nutringdichtungen, eine Primärdichtung und eine dazu axial beabstandete Sekundärdichtung abgedichtet ist, und in einer Endstellung des Kolbens bei der sich ein maximales Volumen des Druckraums einstellt, eine radial innere dynamisch beanspruchte Dichtlippe der Primärdichtung einen Ringspalt zum Kolben bildet, der eine Strömungsverbindung von einem Leitungsanschluß zu dem Druckraum ermöglicht.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 37 13 248 ist ein gattungsbildender Geberzylinder mit einer Führungshülse bekannt, wobei der Kolben über eine begrenzte Länge in der Führungshülse geführt ist. Pedalseitig ist zur Lagesicherung der Führungshülse in das Gehäuse eine die axiale Baulänge vergrößernde Sicherungshülse eingesetzt. An beiden Stirnseiten der Führungshülse sind Nutringdichtungen jeweils in eine umlaufende Ausnehmung eingesetzt zur Abdichtung eines Ringspaltes zwischen dem Kolben und der Führungshülse. Zur Abdichtung des sich zwischen dem Gehäuse und der Führungshülse einstellenden Ringspaltes sind in Umlaufnuten der Führungshülse angeordnete Dichtringe vorgesehen. Der Kolben ist druckraumseitig mit einem radialen äußeren Bund versehen, der sich zur Schaffung eines Endanschlages in einer Endlage des Kolbens an einer Stirnseite der Führungshülse abstützt. Die sich in dieser Kolbenlage einstellende Strömungsverbindung zwischen dem Druckraum und dem Leitungsanschluß sieht dazu Radialbohrungen sowie eine Umlaufnut und eine Längsbohrung im Kolben vor. Diese durch mechanische Bearbeitung in den Bauteilen Gehäuse, Führungshülse und Kolben einzubringenden Maßnahmen sind kostenintensiv. Außerdem stellt sich dadurch für das vom Reservoir drucklos in den Druckraum einströmende Druckmittel ein nachteiliger Strömungswiderstand ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geberzylinder in einer kompakten, bauteiloptimierten Bauweise zu schaffen, versehen mit einer langen Kolbenführung sowie mit einer einfachen, wirksamen Strömungsverbindung zwischen dem Reservoir und dem Druckraum. Der Geberzylinder soll außerdem eine einfache Montage ermöglichen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danach ist zur verbesserten Führung des Kolbens der Führungshülse im Gehäuse ein Dichtungsträger axial vorangestellt. Die axiale Länge der den Kolben führenden Bauteile, Führungshülse und Dichtungsträger ist dabei gleich oder größer der Kolbenlänge, wodurch eine gewünschte verlängerte Kolbenführung erzielbar ist, die sich insbesondere bei einer schrägen, d. h. unter einem Winkel angeordneten Anlenkung der Kolbenstange am Kolben positiv, d. h. verschleißmindernd auswirkt. Der Dichtungsträger ermöglicht außerdem eine relativ nahe axiale Beabstandung der Nutringdichtungen, der Primär- und der Sekundärdichtung, die jeweils stirnseitig zum Druckraum zeigend in einer umlaufenden, zur radialen Innenseite offenen Ausnehmung des Dichtungsträgers und der Führungshülse eingesetzt sind. Aufgrund des radial gestuft ausgebildeten Gehäuses, in dem die Führungshülse im Abschnitt mit dem größten Durchmesser des Gehäuses eingesetzt ist, ergibt sich eine Durchmesserübereinstimmung zwischen dem Druckraum und der Führungshülse. Dadurch entsteht kein Totraum im Vergleich zu bisherig gestalteten Kolben, der sich nachteilig auf den Bauraum des Geberzylindergehäuses auswirkt.

Der erfindungsgemäße, kompakt aufgebaute, insbesondere eine kurze axiale Baulänge aufweisende Geberzylinder zeichnet sich weiterhin durch eine Bauteiloptimierung sowie eine einfache Montage aus, wodurch der erfindungsgemäße Geberzylinder einen Kostenvorteil gegenüber bisherigen Geberzylindern aufweist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung, zur Schaffung einer Strömungsverbindung, ist der Dichtungsträger auf der zur Führungsseite weisenden Stirnseite mit einer Radialnut versehen. Diese ist verbunden mit einer Längsnut, die innenseitig an der Bohrungswandung des Dichtungsträgers angeordnet ist und die sich über die gesamte Breite des Dichtungsträgers erstreckt. Im Vergleich zum bekannten Stand der Technik, bei dem zur Schaffung einer Strömungsverbindung in insgesamt drei Bauteilen, dem Gehäuse, der Führungshülse und dem Kolben Radialbohrungen, Umfangsnuten oder eine Querbohrung eingebracht sind, umfaßt der erfindungsgemäße Aufbau lediglich eine Nut am Dichtungsträger. Der ohne eine Lageorientierung einsetzbare, mit einer Radial- und Längsnut versehene Dichtungsträger begünstigt außerdem die Druckmitteleinströmung, so daß in der Neutralstellung bzw. Endstellung des Kolbens Druckmittel nahezu ungehindert vom Reservoir in den Druckraum einströmen kann, sobald der Druck im Reservoir bzw. im Leitungsanschluß höher ist als der im Druckraum vorherrschende Druck.

Als Maßnahme zur Schaffung einer verbesserten Dichtwirkung der Primärdichtung ist die radial äußere Dichtlippe der Primärdichtung in einer Axialnut eines radial gestuften Abschnitts des Gehäuses geführt.

Im eingebauten Zustand stützt sich der Dichtungsträger mit einem druckraumseitig axial vorstehenden Bund an einem Ansatz des Gehäuses ab. Diese Maßnahme begünstigt die Wirksamkeit der Primärdichtung, da folglich deren Dichtlippen ausschließlich vom Druck des Druckmittels im Druckraum ohne jegliche axiale Vorspannung beaufschlagt werden.

Als weitere Maßnahme zur Verringerung des Bauteileumfangs ist die Führungshülse pedalseitig mit einem einstückig radial nach innen gerichteten, umlaufenden Bund versehen, der einen Kolbenanschlag bildet. Die Führungshülse besitzt dabei einen axial aus dem Gehäuse austretenden Abschnitt zur Vergrößerung der Kolbenführung.

Auf der vom Kolbenanschlag abgewandten Seite ist in einer stirnseitigen, zum Kolben offenen Ausnehmung die Sekundärdichtung eingesetzt, wobei ein axial vorstehender Bund der Führungshülse die statisch beanspruchte radial äußere Dichtlippe der Sekundärdichtung außenseitig umschließt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind nahezu alle Bauteile des Geberzylinders mit Ausnahme der Nutringdichtungen und der Kolbenschafthülse aus einem Werkstoff, insbesondere einem hochfesten Kunststoff wie PA 66 GF 35 hergestellt. Damit ergibt sich vorteilhaft eine übereinstimmende Werkstoffpaarung, wodurch die Bauteiltoleranzen auf einen Werkstoff abgestimmt werden können.

Die Führungshülse ist mit dem Gehäuse in der Einbaulage mittels einer Vibrations- oder Ultraschallschweißung unlösbar verbunden und gleichzeitig abgedichtet. Mit dieser Befestigung kann auf eine sonst übliche Abdichtung zwischen der Führungshülse und dem Gehäuse verzichtet werden, wodurch sich neben einer Verringerung der Bauteile auch gleichzeitig eine Montage vereinfachung ergibt. Der Aufbau der Führungshülse erfordert keinerlei Lageorientierung, was die Montage weiterhin vereinfacht.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in einem Längsschnitt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Geberzylinders.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Mit der Bezugsziffer 1 ist in der einzigen Figur ein insbesondere aus Kunststoff hergestellter Geberzylinder abgebildet, der ein Gehäuse 2 umfaßt. Über einen Leitungsanschluß 3, der mit einem nicht abgebildeten Druckmittelreservoir in Verbindung steht, kann dem Geberzylinder 1 ein Druckmittel drucklos zugeführt werden. Das Gehäuse 2 verfügt über eine radial gestufte Sacklochbohrung 4, in deren größtem Durchmesserbereich eine Führungshülse 5 eingesetzt ist, die durch eine Vibrations- oder Ultraschallschweißung unlösbar abgedichtet mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. In der Führungshülse 5 ist ein Kolben 6 axial verschiebbar geführt. Am Kolben 6 ist eine Kolbenstange 8 beweglich angeordnet, die eine Verbindung zu einer Pedaleinrichtung sicherstellt, über die der Geberzylinder 1 manuell betätigbar ist. Die Kolbenstange 8 ist endseitig mit einem Kugelkopf 9 versehen, der in Halbschalen 7a, 7b formschlüssig gehalten ist. Die Halbschalen 7a, 7b sind umschlossen von einer aus Stahlblech spanlos geformten Kolbenschafthülse 10. In der abgebildeten Kolbenstellung liegt der Kolben 6 an einem radial nach innen umlaufend angeordneten, einen Anschlag bildenden Bund 11 der Führungshülse 5 an. Auf der vom Bund 11 abgewandten Seite weist die Führungshülse 5 stirnseitig eine zum Kolben 6 offene Ausnehmung 12 auf, in die eine Sekundärdichtung 13 eingepaßt ist, deren Dichtlippen 19, 20 jeweils unter radialer Vorspannung an einem Bund 14 der Führungshülse 5 bzw. auf einer Mantelfläche der Kolbenschafthülse 10 dichtend anliegen. Der axial vorstehende Bund 14 besitzt dabei eine die Sekundärdichtung 13 vollständig umschließende axiale Erstreckung.
Der Führungshülse 5 ist in der Sacklochbohrung 4 in einem radial nach innen versetzten Abschnitt ein Dichtungsträger 15 axial vorangestellt, der sich stirnseitig am Bund 14 der Führungshülse 5 abstützt. Auf der Gegenseite liegt der Dichtungsträger 15 an einem Ansatz 16 des Gehäuses 2 an. Der Dichtungsträger 15 stellt für den Kolben 6 eine verlängerte Kolbenführung dar. Bei einer Verlagerung des Kolbens 6 in Pfeilrichtung verdrängt dieser das im Druckraum 17 des Gehäuses 2 eingeschlosse Druckmittel über einen Druckanschluß 28 in eine in der Figur nicht abgebildete Druckleitung zur Beaufschlagung einer Ausrückvorrichtung für eine Reibungskupplung. Zur Vermeidung eines den Bauraum des Geberzylinders nachteilig beeinflussenden Totraums ist der Durchmesser des Druckraums 17 nur unwesentlich größer als der Kolbendurchmesser. Im Dichtungsträger 15 ist druckraumseitig in einer Ausnehmung 27 eine Primärdichtung 18 eingesetzt, deren radial äußere Dichtlippe 21 sich am Gehäuse 2 abstützt und dabei in eine Axialnut 29 eingreift. Die dynamisch wirkende Dichtlippe 22 liegt dagegen unter radialer Vorspannung bei betätigtem Kolben 6 an der Kolbenschafthülse 10 an. In der abgebildeten Kolbenstellung ergibt sich ein Axialversatz zwischen der Dichtlippe 22 und einer Stirnseite 23 des Kolbens 6. Dadurch bildet sich ein Ringspalt 24, der mit einer Längsnut 25 und einer Radialnut 26, jeweils eingebracht im Dichtungsträger 15, eine Strömungsverbindung vom Druckraum 17 zum Leitungsanschluß 3 herstellt. Diese erfindungsgemäße Strömungsverbindung stellt ein für die Funktion des Geberzylinders 1 notwendiges strömungsgünstiges Einströmen des Druckmittels vom Reservoir in den Druckraum 17 sicher, und schafft damit einen Fluidpegelausgleich in der Endstellung des Kolbens 6.

1: Geberzylinder
2: Gehäuse
3: Leitungsanschluß
4: Sacklochbohrung
5: Führungshülse
6: Kolben
7a: Halbschale
7b: Halbschale
8: Kolbenstange
9: Kugelkopf
10: Kolbenschafthülse
11: Bund
12: Ausnehmung
13: Sekundärdichtung
14: Bund
15: Dichtungsträger
16: Ansatz
17: Druckraum
18: Primärdichtung
19: Dichtlippe
20: Dichtlippe
21: Dichtlippe
22: Dichtlippe
23: Stirnseite
24: Ringspalt
25: Längsnut
26: Radialnut
27: Ausnehmung
28: Druckanschluß
29: Axialnut

Claims

Geberzylinder für eine hydraulisch betätigte Kupplung oder Bremse von Fahrzeugen mit einer in einem Gehäuse (2) angeordneten Führungshülse (5), die einen Abschnitt eines Zylinders bildet, in welchem ein über eine Kolbenstange (8) insbesondere mit einem manuell zu betätigenden Pedal verbundener Kolben (6) axial verschiebbar geführt ist, wobei der einen Druckraum (17) begrenzende Kolben (6) über lagepositionierte Nutringdichtungen, eine Primärdichtung (18) und eine dazu axial beabstandete Sekundärdichtung (13) abgedichtet ist, wobei in einer Endstellung des Kolbens (6) bei der sich ein maximales Volumen des Druckraums einstellt, eine radial innere dynamisch beanspruchte Dichtlippe (22) der Primärdichtung (18) einen Ringspalt (24) zum Kolben (6) bildet, der eine Strömungsverbindung von einem Leitungsanschluß (3) zu dem Druckraum (17) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (2) ein der Führungshülse (5) in Richtung des Druckraumes (17) axial vorgelagerter, den Kolben (6) umschließender Dichtungsträger (15) eingesetzt ist, in dessen stirnseitiger, zum Druckraum (17) zeigender Ausnehmung (27) die Primärdichtung (18) eingesetzt ist, deren Dichtlippe (22) in einer Endstellung des Kolbens (6) zu dessen Stirnseite (23) axial versetzt ist.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsträger (15) stirnseitig auf der zur Führungshülse (5) zugewandten Seite zumindest eine Radialnut (26) aufweist.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsträger (15) an einer Innenwandung zumindest eine Längsnut (25) aufweist, die in einer Endlage des Kolbens (6) mit dem Ringspalt (24) korrespondiert.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine radial äußere Dichtlippe (21) der Primärdichtung (18) einen axialen Überstand gegenüber dem Dichtungsträger (15) aufweist und am Gehäuse (2) dichtend anliegt.
Geberzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer, axial vorstehender Bund des Dichtungsträgers (15) an einem Ansatz (16) des Gehäuses (2) abgestützt ist.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial über das Gehäuse (2) vorstehende Führungshülse (5) an diesem der Kolbenstange (8) benachbarten Ende mit einem radial nach innen gerichteten, umlaufenden Bund (11) versehen ist, der einen Kolbenanschlag bildet.
Geberzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (5) auf der vom Bund (11) abgewandten Seite zur Aufnahme der Sekundärdichtung (13), mit einer umlaufenden Ausnehmung versehen ist, wobei ein axial vorstehender Bund (14) der Führungshülse (5) eine statisch beanspruchte Dichtlippe (19) der Sekundärdichtung (13) außen umschließt.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile Gehäuse (2), Führungshülse (5) und Dichtungsträger (15) aus einem hochfesten Kunststoff, insbesondere PA 66 GF 35 hergestellt sind.
Geberzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (5) unlösbar und abgedichtet, insbesondere durch eine Vibrations- oder Ultraschallschweißung mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.